Prikupljanje detaljnih informacija o egzoplanetama izuzetno je teško. Ali sada je tim koji koristi najsuvremeniju tehnologiju u opservatoriju Keck napravio veliki skok u promatranju egzoplaneta i otkrio je vodu u atmosferi planete udaljene 179 svjetlosnih godina.
Sunčev sustav u srcu toga ima zvijezda zvana HR 8799, a njezini planeti: HR 8799 b, c, d, i e. Sustav je udaljen 179 svjetlosnih godina u zviježđu Pegasus. Sama zvijezda je stara 30 milijuna godina glavna sekvenca. To je značajno iz više razloga, uključujući i njegova neobična zvjezdana svojstva. Ali to je važno iz drugog važnog razloga. U 2008. godini, znanstvenici su objavili da su izravno primijetili tri egzoplanete oko zvijezde - HR 8799b, c i d - pomoću teleskopa Keck i Gemini. Tada su 2010. najavili otkriće četvrtog planeta, HR 8799 e.
Ova najnovija najava nadograđuje na raniji rad iz 2008. godine, a astronomi koji stoje iza ove studije najnoviju najavu nazivaju „odskočnim kamerom“ na putu ka boljim i boljim slikama egzoplaneta.
Nova promatranja odnose se na HR 8799 c, prvi put primijećena 2008. To je mladi ogromni plinski planet otprilike 7 puta veći od mase Jupitera koji orbitira oko njegove zvijezde svakih 200 godina. Ova nova promatranja izravnim slikama potvrđuju prisutnost vode u atmosferi i potvrđuju nedostatak metana.
„Ova vrsta tehnologije upravo je ono što želimo u budućnosti koristiti za traženje znakova života na planeti poput Zemlje.“ - Dimitri Mawet, autor studije, Caltech i JPL.
Ova nova zapažanja proizlaze iz moćne kombinacije dviju teleskopskih tehnologija u Kecku. Prva je adaptivna optika. Prilagodljiva optika umanjuje mutne efekte Zemljine atmosfere. Drugi je spektrometar na teleskopu Keck 2 zvan Near-Infrared Cryogenic Echelle Spectrograph (NIRSPEC), spektrometar visoke rezolucije koji djeluje u infracrvenom svjetlu.
„Ova vrsta tehnologije upravo je ono što želimo u budućnosti koristiti za traženje znakova života na planeti poput Zemlje. Još nismo stigli, ali napredujemo ", kaže Dimitri Mawet, izvanredni profesor astronomije na Caltechu i znanstvenik iz JPL-a, koji Caltech upravlja za NASA, i koautor studije koja je predstavila ta otkrića.
Nova otkrića objavljena su u Astronomical Journalu. Vodeći autor je Ji Wang, bivši postdoktorski stipendist Caltech-a, a sada docent na Državnom sveučilištu Ohio.
Do sada su astronomi izravno slikali više desetaka egzoplaneta. Sustav HR 8799 prvi je sustav s više planeta koji je izravno prikazan. No slike su samo prvi korak u ovoj studiji.
Nakon snimanja, slike se mogu analizirati prema kemijskom sastavu u njihovim atmosferama. Ovdje dolazi do spektroskopije. U ovom su slučaju rafinirane sposobnosti NIRSPEC-a bile ključne.
NIRSPEC je instrument na teleskopu Keck 2 koji djeluje u infracrvenom L-opsegu. L-opseg je vrsta infracrvenog svjetla valne duljine oko 3,5 mikrometara i područja spektra s mnogo detaljnih kemijskih otisaka. "L-bend je već bio prije previden jer je nebo svjetlije na ovoj valnoj duljini", kaže Mawet. "Ako ste stranac s očima podešenim na L-pojas, vidjeli biste izuzetno vedro nebo. Teško je vidjeti egzoplanete kroz ovaj veo. "
Kombinacijom spektrografije L-pojasa s adaptivnom optikom, prevladali su teškoće promatranja planeta koji je svjetlost gotovo ugušila njegova zvijezda. Bili su u mogućnosti izvršiti precizna mjerenja planeta još uvijek, potvrđujući prisutnost vode i odsutnost metana.
"Sada, s Keckom, već možemo saznati fiziku i dinamiku ovih divovskih egzotičnih planeta, koji nisu ništa poput naših planeta Sunčevog sustava", kaže Wang.
"Sada smo sigurniji u nedostatak metana na ovom planetu", kaže Wang. "To se može dogoditi zbog miješanja u atmosferi planeta. Metan, za koji bismo očekivali da će biti tamo na površini, mogao bi se razrijediti ako proces konvekcije dovede dublje slojeve planete u kojima nema metana. "
Mawetov tim već se priprema za sljedeći i najnoviji instrument Kezer opservatorija. Zove se KPIC (Keck Planet Imager i karakterizacija). KPIC će koristiti adaptivnu optiku i spektroskopiju, ali za još bolji učinak. Pomoću KPIC-a astronomi će moći slikati planete koji su još bliži i bliži svojoj zvijezdi nego što je HR 8799c.
A budućnost je još svjetlija za egzoplanet slike. Tehnologija koja stoji iza adaptivne optike i spektroskopije koja je pomogla snimanje ovog planeta bit će korištena na našim budućim teleskopima.
„KPIC je odskočna daska našem budućem instrumentu teleskopa 30 metara“, kaže Mawet. "Za sada mnogo učimo o bezbroj načina na koji se oblikuju planete u našem svemiru."
- Priopćenje za javnost: Steam kamenja Exoplaneta
- Istraživački rad: Otkrivanje vode u atmosferi HR 8799 c sa L-opsegom visoke disperzije spektroskopije uz pomoć adaptivne optike
- Upis s Wikipedije: HR 8799
- Istraživački rad: Izravno snimanje više planeta u orbiti oko zvijezde HR 8799
- Opservatorij Keck: Instrumentacija teleskopa
